hur fungerar VR? Hur får ett virtuellt verklighetshuvud dig att tro att du sitter i ett rymdskepp i en avlägsen galax när du faktiskt håller på att stöta på köksbänken? Tja, med army of VR-enheter som expanderar, kommer vi att förklara hur de faktiskt fungerar.
medan enheter i allmänhet har samma form, varierar hur de projicerar bildbehandling framför våra ögon mycket. Lik av HTC Vive och Oculus Rift ger PC-baserade operationer, även om stora aktörer som Google och Samsung erbjuder billigare, smartphone-baserade headset. Sony har också lyckats knäcka konsolscenen med sin Playstation VR.
fristående VR är något du kommer att höra mer av också – i 2018 kommer Oculus att lansera Oculus Go, och Lenovos fristående Daydream-headset förväntas också.
viktig läsning: Bästa VR-spel för 2017
när ditt headset och strömkälla är säkrade krävs också någon form av ingång för att du ska kunna ansluta – oavsett om det är genom huvudspårning, kontroller, handspårning, röst, knappar på enheten eller styrplattor.
total immersion är vad alla som gör ett VR – headset, spel eller app siktar på-att göra den virtuella verklighetsupplevelsen så verklig att vi glömmer datorn, huvudbonaderna och tillbehören och agerar exakt som vi skulle göra i den verkliga världen. Så hur kommer vi dit?
grunderna
VR-headset som Oculus Rift och PlayStation VR kallas ofta HMD, vilket helt enkelt betyder att de är huvudmonterade skärmar. Även utan ljud eller handspårning kan det vara tillräckligt att hålla upp Google Cardboard för att placera din smartphones skärm framför ditt ansikte för att få dig halvt nedsänkt i en virtuell värld.
målet här är att skapa vad som verkar vara en naturlig storlek, 3D virtuell miljö utan de gränser Vi brukar associera med TV eller datorskärmar. Så oavsett hur du ser ut följer skärmen monterad i ditt ansikte dig. Detta är till skillnad från augmented reality, som överlägger grafik på din syn på den verkliga världen.
framtiden: Virtual reality kontra augmented reality
Video skickas från konsolen eller datorn till headsetet via en HDMI-kabel när det gäller headset som HTCs Vive och Rift. För Googles Daydream-headset och Samsung Gear VR finns det redan på smarttelefonen i headsetet.
VR-headset använder antingen två flöden som skickas till en skärm eller två LCD-skärmar, en per öga. Det finns också linser som placeras mellan dina ögon och pixlarna, varför enheterna ofta kallas skyddsglasögon. I vissa fall kan dessa justeras för att matcha avståndet mellan dina ögon, varierande från person till person.
dessa linser fokuserar och omformar bilden för varje öga och skapar en stereoskopisk 3D-bild genom att vinkla de två 2D-bilderna för att efterlikna hur var och en av våra två ögon ser världen någonsin så annorlunda. Försök att stänga ett öga sedan det andra för att se enskilda objekt dansa om från sida till sida och du får tanken bakom detta.
ett viktigt sätt VR-headset kan öka nedsänkning är att öka synfältet, dvs hur bred bilden är. En 360-graders skärm skulle vara för dyr och onödig. De flesta high-end headset nöja sig med 100 eller 110 graders synfält, som är tillräckligt bred för att göra susen.
och för att den resulterande bilden ska vara övertygande krävs en minsta bildhastighet på cirka 60 bilder per sekund för att undvika stammar eller att användarna blir sjuka. Den nuvarande grödan av VR-headset går långt utöver detta-Oculus kan till exempel 90fps, medan Sonys PlayStation VR hanterar 120fps.
Head tracking
Head tracking betyder att när du bär ett VR-headset skiftar bilden framför dig när du tittar upp, ner och sida till sida eller vinklar huvudet. Ett system som heter 6DOF (six degrees of freedom) plottar ditt huvud i termer av din X -, Y-och Z-axel för att mäta huvudrörelser framåt och bakåt, sida till sida och axel till axel, annars känd som pitch, yaw and roll.
Hands-on: Google Daydream View review
det finns några olika interna komponenter som kan användas i ett huvudspårningssystem, såsom ett gyroskop, accelerometer och en magnetometer. Sonys PSVR använder också nio lysdioder prickade runt headsetet för att ge 360 graders huvudspårning tack vare en extern kamera som övervakar dessa signaler, medan Oculus har 20 Inte lika starka ljus.
Head-tracking tech behöver låg latens för att vara effektiv – vi pratar 50 millisekunder eller mindre eller vi kommer att upptäcka fördröjningen mellan när vi vrider huvudet och när VR-miljön förändras. Oculus Rift har en imponerande minimerad fördröjning på bara 30 ms. fördröjning kan också vara ett problem för alla rörelsespårningsingångar, till exempel PS Move-stilkontroller som mäter våra hand-och armrörelser.
slutligen kan hörlurar användas för att öka känslan av nedsänkning. Binaural eller 3D-ljud kan användas av app-och spelutvecklare för att utnyttja VR-headsets head-tracking-teknik för att dra nytta av detta och ge bäraren känslan av att ljudet kommer bakifrån, till sidan av dem eller på avstånd.
Motion tracking
Head tracking är en stor fördel premium headset har över lik av kartong andra mobila VR headset. Men de stora VR-spelarna arbetar fortfarande med rörelsespårning. När du tittar ner med ett VR-headset på det första du vill göra är att se dina händer i ett virtuellt utrymme.
ett tag har vi sett Leap Motion – tillbehöret – som använder en infraröd sensor för att spåra handrörelser-fastspänd på framsidan av Oculus dev-Kit. Vi har också provat några experiment med Kinect 2-kameror som spårar våra flailing-kroppar. Men nu har vi spännande inmatningsalternativ från Oculus, Valve och Sony.
Oculus Touch är en uppsättning trådlösa styrenheter som är utformade för att du ska känna att du använder dina egna händer i VR. Du tar tag i varje kontroller och använder knappar, tummar och triggers Under VR-spel. Så, till exempel, för att skjuta en pistol klämmer du på handutlösaren. Det finns också en matris av sensorer på varje kontroller för att upptäcka gester som att peka och vinka.
Headset från huvud till huvud: HTC Vive versus Oculus Rift
det är en ganska liknande inställning till Valves Lighthouse positionsspårningssystem och HTCs styrenheter för sitt Vive-headset. Det handlar om två basstationer runt rummet som sveper området med lasrar. Dessa kan upptäcka den exakta positionen för ditt huvud och båda händerna baserat på tidpunkten för när de träffar varje fotocellsensor på både headsetet och runt varje handhållen kontroller. Liksom Oculus Touch har dessa också fysiska knappar och otroligt kan du ha två Fyrsystem i samma utrymme för att spåra flera användare.
andra inmatningsmetoder kan inkludera allt från att ansluta en Xbox-kontroller eller joystick till din dator, röstkontroller, smarta handskar och löpband som Virtuix Omni, som låter dig simulera att gå runt en VR-miljö med smarta omdirigeringar i spelet.
och när det gäller att spåra din fysiska position i ett rum, erbjuder Oculus nu en upplevelse som matchar HTC Vive, vilket det inte gjorde ut genom dörren. Rift-ägare har nu möjlighet att köpa en tredje sensor för $79 och lägga till mer täckning till deras VR-spelområde.
problemet är dock att detta fortfarande inte är i nivå med HTC. Medan två SteamVR-sensorer för HTC Vive kan leverera ett spårat spelutrymme på upp till 225 kvadratmeter, ger två Konstellationssensorkameror från Oculus endast täckning på 25 kvadratmeter, med en tredje kamera som skickar det rekommenderade utrymmet upp till 64 kvadratmeter. Det kan förändras med Oculus Santa Cruz, företagets hi-spec fristående headset.
Sony jagar också runt detta område, om ett nytt patent är något att gå efter. Arkiveringsdetaljerna ett VR-spårningssystem baserat på ljus och speglar som använder en strålprojektor för att bestämma spelarens position, men om en sådan funktion skulle visas på den aktuella enheten eller andra iterationen av PSVR (eller inte alls) är allt spekulativt i detta skede.
ögonspårning
ögonspårning är möjligen den sista delen av VR-pusslet. Det är inte tillgängligt på Rift, Vive eller PS VR men det kommer att finnas i FOVES mycket lovande VR-headset. Vi såg också Tobiis ögonspårningsteknik i aktion i en HTC Vive. Så hur fungerar det?
Tja, en infraröd sensor monitor är dina ögon inuti headsetet så FOVE vet var dina ögon ser i virtuell verklighet. Den största fördelen med detta – förutom att låta karaktärer i spelet reagera mer exakt på var du letar-är att göra skärpedjupet mer realistiskt.
i vanliga VR-headset är allt i skarpt fokus vilket inte är hur vi är vana att uppleva världen. Om våra ögon tittar på ett objekt på avstånd, till exempel, förgrunden suddas ut och vice versa. Genom att spåra våra ögon kan FOVES grafikmotor simulera detta i ett 3D-utrymme i VR. Det stämmer, oskärpa kan vara bra.
headset behöver fortfarande högupplösta skärmar för att undvika effekten av att titta genom ett rutnät. Även vad våra ögon fokuserar på måste se så livliknande ut som möjligt. Utan ögonspårning, med allt i fokus när du flyttar ögonen – men inte huvudet – runt en scen, är simuleringssjukdom mer sannolikt. Din hjärna vet att något inte matchar.
